CN1111764C - 具有显影剂磁密封件的显像设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种显像设备，该显像设备包括：用于放置磁性显像剂的显像容器；设置在显像容器的开口部位的、用于承载并传送磁性显像剂的显像剂承载部分；设在显像剂承载部分内的内置磁铁和一个沿显像剂承载部分圆周方向放置的、用于防止显像剂从显像剂承载部分的顶端泄漏的磁性密封部分。其中，在开口部分的收集入口附近内置磁铁和磁性密封部分有相同极性的磁极。

Description

具有显影剂磁密封件的显像设备

技术领域

本发明涉及一种用于电子照相或静电记录型图像形成装置中的显像装置，适用于在图像承载部分上使静电潜影图像进行显像。

背景技术

目前，电子照相型成像设备已被广泛地应用于复印机、打印机或类似的机器，并且，在这些成像设备中，用显像剂(以后称之为“调色剂”)把在电子摄影光敏部分上形成的静电潜影图像显像为一个调色剂图象，再把该图象转印到记录媒体上。例如，如图12所示，在一台用调色剂实施显像的显像设备中，把一个包含磁性部分51的圆柱形显像套筒(调色剂传送装置)52以可旋转的方式设置成接近内含由磁性调色剂或磁性载体以及非磁性调色剂组成的双成份调色剂的调色剂容器50的开口部分，然后把调色剂由显像套筒传送到电子摄影光敏部分53。

近年来，这样的显像设备以可拆卸的方式装置在成像设备中，并且已经把这样的显像方法应用于使用包括一个电子摄影光敏部分和一个显像设备的处理盒的成像设备中。

在该显像设备中，为了防止调色剂从密封部分54通过开口部分的顶端泄漏出来，一个弹性密封部分54被设在显像套筒52和开口部分的两个顶端附近。但是，采用这一密封处理后，由于弹性密封部分54紧紧地贴附于显像套筒52的外侧边缘表面，显像套筒的旋转负荷变大，而且密封性能可能随弹性密封部分54的老化而减低。

为避免这一情况，假如调色剂在某处可以被磁性吸引，那么就可以通过磁力发生装置来获得磁性密封。例如，如图13所示，为了用磁性吸住调色剂，在显像套筒52的每个纵向顶端，把一个具有交替排列在显像套筒52的旋转方向上的多个N极和S极的磁性密封部分55设置在显像套筒52的相对表面并在二者之间留有一个预定的空隙g。采用这种磁性密封方法时，因为磁性密封部分55与显像套筒52并没有接触，显像套筒52的旋转负荷变小，同时由于密封部分没有磨损所致的老化，因此允许磁性密封部分55的再循环。

在上述的磁性密封装置中，当减小显像套筒52与每个磁性密封部分55之间的间隙g时，可以使磁性密封55的磁力大为加强，从而可以改善密封性能，这是人们所希望的。然而，如果间隙g做得过小，当把通过显像区的调色剂再次收回到调色剂容器时，易发生调色剂的撒落和泄漏。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种内含小旋转负荷的显像剂承载部分的显像设备。

本发明的又一个目的在于提供一种收集通过显像区的调色剂的性能极佳的且具有良好的顶端密封性能的显像设备。

本发明的又一个目的在于提供一种显像设备，该设备包括：用于容纳磁性显像剂的显像容器；位于显像容器的开口部位的用于承载并传送磁性显像剂的显像剂承载部分；置于显像剂承载部分内的内置磁铁；沿显像剂承载部分圆周方向设置并且防止显像剂从显像剂承载部分的顶端泄漏的磁性密封部分；并且，在开口部分的收集入口附近，内置磁铁和磁性密封部分有相同极性的磁极。

附图说明

本发明的其它目的和特征将在以下参考附图对于本发明进行的详细说明中显示出来。

图1是使用本发明第1实施例的显像设备的处理盒的图解说明图。

图2是安装了处理盒的电子摄影成像设备的图解说明图。

图3A是显像设备的纵向中央剖面图，图3B是显像设备的纵向顶端剖面图。

图4是示出磁性密封结构的外观图。

图5是示出该密封结构的剖面图。

图6是示出磁性密封部分的透视图。

图7A是示出相反磁极间磁力线状态的说明图，图7B是示出相同磁极间磁力线状态的解释性视图。

图8是示出采用把本发明用于数字电子摄影复印机中的本发明另一个实施例的显像设备内磁性密封装置的透视图。

图9是示出该显像设备的主要部分的纵向剖面图。

图10A是示出只使用一个磁性密封部分时磁力线状态的图解图，图10B是对图10A中10B部分的放大图，图10C是当磁性部分设置在磁性密封部分的外侧(顶端)时的磁力线状态的图解图，图10D是对图10C中10D部分的放大图。

图11A是只使用一个磁性密封部分时在N-N相对的磁场中磁力线状态的图解图，图11B是示出当磁性部分设置在磁性密封部分的外侧(顶端)时在N-N相对的磁场中磁力线状态的图解图。

图12是示出本显像设备的弹性密封部分的说明图。

图13是示出本显像设备的磁性密封部分的说明图。

具体实施方式

以下参考附图结合本发明的实施例说明本发明。

第1实施例

参考附图1～6和7A、7B说明本发明的第1实施例。再提及一次，图1是对使用本发明第1实施例的显像设备的处理盒的图解说明图，图2是对安装了该处理盒的电子摄影成像设备的图解说明图，图3A是显像设备的纵向中央剖面图，图3B是显像设备的纵向顶端剖面图，图4是示出磁性密封装置的透视图，图5是该密封装置的剖面图，图6是磁性密封部分的透视图，图7A是示出相反磁极间磁力线状态的说明图，图7B是示出相同磁极间磁力线状态的说明图。

首先，说明使用本显像设备的处理盒和电子摄影成像设备以及本发明的显像设备的磁性密封装置的总体结构。电子摄影成像设备

如图2所示，在电子摄影成像设备(激光打印机)A中，从光学系统1中发射出信息光，对应的图像信息被显现在一个鼓形的电子摄影光敏部分上，从而在光敏部分上形成一个潜影图像，然后把潜影图像显像成一个调色剂图像。在调色剂图像形成的同时，通过包括一个拾取滚筒3a、一对传送滚筒3b和一对对齐滚筒3c的传送装置3把转印材料P从盒子2中传送出来。然后，把在包含于处理盒B中的电子摄影光敏部分上形成的显像剂图像通过给转印滚筒(转印装置)4施加电压转印到转印材料P上。图像被转印之后，转印材料P被传送到定影装置5，定影装置5包括了一个内含加热器的定影旋转部分5b和一个用来将转印材料P压紧在旋转部分5a上的驱动滚筒5b。在旋转部分5a上，转印后的调色剂图像被定影在转印材料P上。然后由一对排出滚筒3d来传送转印材料P，把转印材料通过反向传送通路6排出到排出部分7。处理盒

另一方面，处理盒B在其内部包括电子摄影光敏部分和至少一个显像设备(作为一个处理装置)。例如，这种处理装置可以是对电子摄影光敏部分充电的充电装置，用来使在电子摄影光敏部分上形成的潜影图像显像的显像设备，以及用来清除在电子摄影光敏部分上残留的残余调色剂的清洁装置。

如图1所示，在采用图中所示的这种实施例的处理盒中，在含有光敏层的感光鼓8(承载静电潜影图像的图像承载部分)旋转的同时，通过给充电滚筒(充电装置)提供电压使感光鼓的一部分表面均匀地充电，来自光学系统1的信息光穿过一个曝光部分照在感光鼓8上，使感光鼓曝光，从而形成一个潜影图像，然后由显像设备C来使该潜影图像显像。

接着，通过调色剂供应部分11把收纳在调色剂容器10内的单组份磁性调色剂(显像剂)释放出来。通过其中包含着一个磁性滚筒(磁性部分)12的显像套筒(调色剂传送装置)13的旋转以及从显像叶片14给调色剂加上摩擦负荷，在显像套筒13上形成了一个调色剂层，然后把调色剂传送到位于感光鼓8上的潜影图像上，从而使潜影图像显像而成为可以看见的调色剂图像。

通过在传送滚筒4上施加极性与调色剂图象的电压极性相反的电压，调色剂图像被转印到传送媒体P，在此之后，由清洁装置15来清除残留在感光鼓8上残余的调色剂，其中清除叶片15a负责把残余调色剂刮下，然后把刮下的调色剂收集到清除容器15b中。

包括感光鼓8在内的众多部件由一个机壳来支撑，该机壳是把清除容器15b连接在通过把调色剂容器10焊接到与位于显像套筒13和显像叶片14附近的显像框架16构成的显像容器上形成的，这样就构成了处理盒。在图像形成设备中形成有处理盒的安置空间。处理盒可以通过设置在处理盒安置空间内的导向和支撑部位(处理盒安置装置)17装到处理盒安置空间中和从中卸掉。显像设备和磁性密封装置

下面，说明显像设备C和用来防止调色剂从调色剂容器与显像套筒13的纵向顶端之间的间隙中泄漏的磁性密封装置。

如图3A和3B所示，在显像设备C中，显像套筒13设置在盛有调色剂的调色剂容器10的开口部分。显像套筒13由铝、不锈钢或其它类似材料制成的非磁性的圆柱构成，内含固定的磁铁辊。显像套筒通过套筒轴承20以可旋转的方式装在调色剂容器上。从上述实施例可知，磁性滚筒12在表面提供2个N极N1、N2和2个S极S1、S2。为便于来自调色剂容器10的磁性调色剂能受磁铁辊12的磁力作用接近显像套筒的表面，在图3A和3B中显像套筒13以逆时针方向旋转(如箭头所示)。显像叶片14构成一个显像剂层厚度调节装置，并且在调色剂容器10的开放部分的出口处受到N2磁极作用被推离显像套筒13，从而调节由显像套筒13传送到显像区P1的调色剂层的厚度。

将DC电压和来源于电源(未示出)的交流电压叠加可以产生一个振动偏置电压，通过在显像套筒13上施加上这种电压，在显像区P1(显像磁极S1)上，传送过来的磁性调色剂被传递到在以图3A和3B中箭头所示方向转动的感光鼓8上形成的潜影图像上，从而显现出潜影图像。附带提一句，振动偏置电压的波形也可以是矩形波、正弦波或其它类似波形。

在显像以后，通过调色剂容器10入口的收集磁极N1把留在显像套筒13上的磁性调色剂收集到调色剂容器10中，然后由拾取磁极S2搅动这些调色剂并与调色剂容器10中的磁性调色剂相混合。

如图4、5所示，磁性密封部分18是磁力产生装置，其内侧周围表面有多个N、S极并位于显像套筒13的两个顶端。每个磁性密封部分正对显像套筒13的传送表面13a，二者间有一个间隙g，而且每个磁性密封部分都附在调色剂容器10上。在上述实施例中，如图6所示，每个磁性密封部分18有3个S极S11、S12、S13和3个N极N11、N12、N13，这些磁极形成在正对显像套筒13的传送表面13a的磁性密封部分的表面上。

因为每个磁性密封部分18在它的表面上(正对套筒面)有多个N、S极，所以在磁性密封部分18的磁场作用下磁刷可以翘起。因此，可以获得良好的密封能力，从而有效防止调色剂漏出以及由于震动而导致的调色剂泄漏。

附带说明，如果提高磁性密封部分18的磁力将导致成本上涨，所以把每个磁性密封部分18的表面(与套筒相对)与显像套筒13的传送表面13a之间的间隙g选择为很小，以增强磁性密封部分18与显像套筒13之间的实际磁力，从而获得良好的密封性能。但是，如果磁性密封部分18的表面与显像套筒13的传送表面13a之间的间隙g非常小，那么把通过显像区P1的调色剂收集进调色剂容器10就有困难。

为了避免这种情况，在上述实施例中，如图3A、3B所示，在调色剂容器的开口部位入口，磁性滚筒12的磁极(N1极)与相对于磁性滚筒设置的磁性密封部分18的磁极(N11极)具有相同的极性。应用这样的设置，可以保证把通过显像区P1的调色剂收集进调色剂容器。下面详尽地描述其原因。

图7A和7B是示出磁性滚筒12和磁性密封部分18上的相对的磁极形成的磁力线状态的示意图。图7A示出形成N-S相吸引的磁场的情况，而图7B示出形成N-N相排斥的磁场的情况。如图7A所示，当形成了相反的(N-S)磁极时，磁力线聚集在垂直方向并且调色剂颗粒沿磁力方向排列，由于磁性调色剂颗粒的链式排列方式，使调色剂难以传送和收集。然而，如图7B所示，当形成了N-N排斥磁场时，磁力线弯曲，而且因为调色剂颗粒沿磁力线排列，并且在N-N磁极之间存在一个没有磁性调色剂颗粒链的区域，结果是便于通过这样的区域传送和收集调色剂。

因此，采用上述的结构后，即使在磁性密封部分18和显像套筒13表面间的间隙相对小时，也可以确保把通过显像区P1的调色剂收集进调色剂容器10，从而有效地防止调色剂的泄漏和扩散。

附带说明的是，如图3A和3B所示，在上述实施例的磁性密封部分18中，不同的磁极N12、S13被设置在与磁性滚筒12的两个磁极S2、N2相对的位置上，而不是与设置在调色剂容器的开口部位的入口处的收集磁极N1相对，从而可以与磁性滚筒12配合形成N-S磁场。因此，在这个区域设置磁性调色剂刷以达到良好的密封性能。在调色剂容器10中盛有大量调色剂的位置上，由于很大的压力使调色剂向两端移动，由于震动将发生调色剂漏出以及调色剂泄漏。因此，在这种位置上要求充分的密封性能而且N-S磁场可以对加强密封性能起到作用。另一方面，在显像设备的开口部位，因为调色剂量较少而且调色剂压力也较小，较少发生由于震动导致的调色剂漏出以及调色剂泄漏，即使在形成N-N磁场时，密封性能也没有问题。

通常，当显像套筒13旋转时，显像套筒13上的磁性调色剂由于离心力的作用都趋向于向套筒的纵向顶端移动。为了防止调色剂从开口部位漏出，在从调色剂容器10供给到开放部位的磁性调色剂重新回到调色剂容器的这段时间中，可以防止调色剂向顶端的离心和移动。因为在调色剂容器10的开放部位的入口处调色剂的量较少，所以即使形成同极磁场，也不会很快出现调色剂漏出。试验结果

下面将描述采用上述显像设备所得的试验结果。在上述实施例中，感光鼓8的圆周速度取为94mm/s，感光鼓8的外径取为30mm，显像套筒13的圆周速度取为111mm/s，显像套筒13的外径取为16mm。显像套筒13的旋转方向选择为与感光鼓8相关的标准方向。感光鼓8和显像套筒13之间的间隙h取为0.3mm。

在这种情况下，发现与安装于显像套筒13中的磁性滚筒12的各磁极在有关的套筒表面上的磁通密度(在显像套筒表面的切线方向上)峰值为400至900×10^-4T(特斯拉)。每个磁性密封部分18由铸型部分形成，该铸型部分具有包含钕-铁-硼磁粉的尼龙粘接剂，其宽度为4mm。在每个磁性密封部分18和显像套筒13之间的间隙g取为0.1至0.7mm。

在这种情况下，申请人还发现与磁性密封部分18的各磁极有关的套筒表面上磁通密度(在显像套筒表面的切线方向上)峰值为100至2200×10^-4T(特斯拉)。

当使用上述实施例的成像设备进行2000次转印材料成像时，发现该设备有效地收集了调色剂，没有调色剂泄漏和扩散存在，能够得到图像密度足够高、无雾翳的出色图像。

如上所述，在采用上述实施例的成像设备中，即使当每个磁性密封部分18和显像套筒13之间的间隙g减小到0.7mm甚至更小时，也可以有效地收集调色剂，可以抑制或防止调色剂的泄漏和扩散，可以得到足够高的图像密度以及获得良好图像。另外，还能够抑制或防止调色剂向显像套筒13的纵向(轴向)的漏出。另外，当操作人员在成像设备上安装或拆下处理盒时，出现任何震动也没有产生调色剂泄漏。用这样的方法能够获得良好的密封性能。第2实施例

接着，参考图8、9、10A至10D说明显像设备的磁性密封处理的第2实施例。图8是示出把本发明用于数字化电子摄影复印机的另一个实施例的显像设备的磁性密封装置的透视图，图9是示出该显像设备的主要部分的纵向剖面图，图10A至10D及11A、11B是示出磁力线状态的示意图。附带说明，第2实施例与第1实施例的区别仅是显像设备的磁性密封装置，而其它则与第1实施例一样。因此，与第1实施例相同的部分标注相同的参考符号，并且省略其说明。

在第1实施例中说明了磁性密封部分18单独设置在显像套筒13两端的例子，而在第2实施例中，一个磁性部分19设置在每个磁性密封部分18的外侧(显像套筒13的旋转轴方向上的外侧)。

如图8、9所示，磁性密封部分18设置在显像套筒13的长度方向上的两端，同时磁性部分19粘着在磁性密封部分18的外表面(横向)。

下面说明上述实施例的磁性密封部分18和磁性部分19。

每个磁性密封部分18由铸型部分构成，该铸型部分具有包含钕-铁-硼磁粉的尼龙粘接剂，其宽度为3mm。磁性部分19的厚度为1mm。磁性部分19通过插入式注入铸型粘着在磁性密封部分18上。不过，也可以用双面胶带或吸收结合。显像套筒13和磁性密封部分18(以及磁性部分19)之间的间隙g取为0.1至0.7mm。在这种情况下，可以发现与磁性密封部分18的各磁极有关的套筒表面上磁通密度(在显像套筒表面的切线方向上)峰值为1,000至2,200×10^-4T(特斯拉)。

图10A至10D是示出磁力线状态的图解图。图10A示出磁性密封部分18单独设置时的情况，图10B是对图10A中10B部分的放大图，图10C是当磁性部分设置在磁性密封部分的外侧(顶端)时的磁力线状态的图解图，图10D是对图10C中10D部分的放大图。

如图10A和10B所示，当磁性密封部分单独使用时，磁力线延伸在垂直方向，然而，如图10C和10D所示，当磁性部分设置磁性密封部分的外侧(顶端侧)时，在磁性密封部分18和磁性部分19之间的边界，因为从磁性密封部分18发射出来的磁力线都进入到有较强磁导率的磁性部分19，所以不产生延伸到磁性密封部分18和磁性部分19的宽度之外的磁力线。

因此，如图10C和10D所示，当磁性部分设置在磁性密封部分的外侧(顶端侧)时，因为不存在磁性调色剂沿着磁性密封部分18表面的磁力线延伸出磁性部分19的情况，所以磁性密封部分18上的磁性调色剂不会延伸出磁性部分19。因此，可以确保把磁性调色剂保留在有强磁场的磁性密封部分18表面区域，从而抑制或防止调色剂从顶端漏出以及因震动所导致的调色剂泄漏。

在使用磁性部分19的装置中，当磁性密封部分18和磁性滚筒12的磁极相同并且相互相对时，可以更有效地抑制或防止调色剂从顶端漏出。下面参考图11A和11B说明其原因。图11A和11B是示出当N-N排斥磁场形成时磁力线状态的图解图。图11A示出了磁性密封部分18单独使用的情况，而图11B示出当磁性部分设置磁性密封部分的的外侧(顶端侧)时磁力线状态的图解图。

如图11A所示，当磁性密封部分单独使用时，磁力线在磁性密封部分18和磁性滚筒12之间向水平方向弯曲，并且在显像套筒13的表面位置上，磁力线与显像套筒13平行地延伸。因为磁性调色剂沿磁力线排列，调色剂易于从套筒顶端漏出。不过，如图11B所示，当磁性密封部分的外侧(顶端侧)设置磁性部分时，因为从磁性密封部分18发射出来的磁力线都进入到具有较强磁导率的磁性部分19中，在磁性密封部分18和磁性部分19之间的边界磁力线向垂直方向弯曲，并且因为磁性调色剂是沿这些磁力线排列形成磁性调色剂链，从而可以抑制或防止调色剂从顶端的漏出。

在与第1实施例相同的条件下，当使用上述实施例的成像设备进行15000次转印材料成像时，发现该设备有效地收集了调色剂，没有调色剂泄漏和扩散存在，能够得到有足够高的图像密度的清晰的图像。另外，没有调色剂通过显像套筒的纵向漏出。

这样，使用第2实施例结合第1实施例的优点，即使进行大量复印时(15,000份)，也可以抑制或防止调色剂漏出。其它实施例

在上述的实施例中，作为例子说明了使用磁性调色剂的情况，而应用含有非磁性调色剂和磁性颗粒(载体)的双组份显像剂也可以具有同样的优点。

另外，在上述的实施例中，作为例子说明了显像设备与感光鼓一起装入处理盒的情况，而本发明还可应用显像设备和感光鼓直接附在成像设备的框架上的成像设备。尤其是，在可以由用户搬动的成像设备例如小型复印机和打印机中，不论出现何种误震动，通过该磁性密封装置都可以确实防止调色剂从显像设备泄漏。

在上述的实施例中，作为例子说明了把激光打印机用作成像设备的情况，而本发明不限于这样的例子，还可以应用于其它成像设备，例如电子照相式复印机、传真机及其它类似设备。

根据实施例说明了本发明，而在本发明的范围中还可以有多种变形。

Claims (9)

1.一种显像设备，包括：

用于收纳磁性显像剂的显像容器(10)；

设置在上述显像容器的开口处用于承载并传送磁性显像剂的显像剂承载部分(13)；

在上述显像剂承载部分里的内置磁铁(12)；

沿着上述显像剂承载部分的圆周方向设置的磁性密封部分(18，19)，用于防止显像剂从上述显像剂承载部分的顶端渗漏；

其中，上述内置磁铁以及上述磁性密封部分在开口部分的收集入口附近分别具有相同极性的磁极。

2.如权利要求1中所述的显像设备，其中：

上述内置磁铁的磁极与上述收集入口附近的磁性密封部分的磁极相互相对。

3.如权利要求1中所述的显像设备，其中：

上述内置磁铁中有一个在与上述磁性密封部分相对位置上的磁极，即设置在收集入口附近的磁极。

4.如权利要求3中所述的显像设备，其中：

上述磁性密封部分具有与上述内置磁铁的磁极处于实质地相对位置的磁极，并且除了设置在收集入口附近的磁极外，上述磁性密封部分的磁极都具有与上述内置磁铁的磁极相反的极性。

5.如权利要求4中所述的显像设备，其中：

上述磁性密封部分的磁极数目要多于上述内置磁铁的磁极数目。

6.如权利要求1中所述的显像设备，其中：

显像剂是单一成份的磁性调色剂。

7.如权利要求1中所述的显像设备，其中：

上述磁性密封部分包括具有多个磁极的磁铁，并且在上述磁铁附近设置了一个磁性金属板。

8.如权利要求7中所述的显像设备，其中：

上述磁性金属板是铁制的。

9.如权利要求1中所述的显像设备，其中：

上述显像设备与用于承载静电潜影图像的图像承载部分一起被制成一个处理盒。

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